苦咸水蒸发除盐装置

1.本发明涉及苦咸水处理技术领域，尤其是一种苦咸水蒸发除盐装置。


背景技术：

[0002]“苦咸水”是一个通俗称法，其含盐量在1～10克/升。我国人均占有水资源约为世界平均水平的30％，水资源短缺且分布不均。由于地貌、水文地质和气候环境等因素及“三废”污染影响，西北地区干旱少雨，地表水多为不同程度的苦咸水，缺水问题尤为突出。据统计，西北地区苦咸水年可开采量46.9亿立方米，主要分布在甘肃、新疆、宁夏和内蒙古西部。目前苦咸水淡化装置，大多是利用反渗透技术的原理，结合了微电脑技术、机电一体化技术生产的水处理装置。苦咸水的淡化本质上是盐水淡化，使盐水脱盐淡化或者经处理后达到饮用水标准。苦咸水淡化装置采用的反渗透技术，是指在饮用水中，当氯化物超过一定范围(国家标准250mg/l)时，就视为苦咸水。
[0003]
现有的用于苦咸水除盐均采用化石燃料提供动力，用于大型的工程较为消耗能源，且其过程中产生的气体和废水，对环境的危害较大；其次，经过处理过后的水和盐，为了去除其中的有害元素，还需要再次进行处理，这样增加了后续操作的成本和时间。增加了处理废水的难度。
[0004]
西北地区太阳能和风能资源非常丰富，日照时间长，风力大，为风、光互补发电系统提供了优越的条件，也为“苦咸水”淡化提高了相应的能源。


技术实现要素：

[0005]
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中采用反渗透技术对苦咸水进行脱盐淡化，导致结构复杂成本高的问题，现提供一种苦咸水蒸发除盐装置。
[0006]
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种苦咸水蒸发除盐装置，包括换热器、水池组件及加热组件：
[0007]
所述水池组件具有水池、蒸发载体及透明的玻璃盖，所述水池内具有用于容纳苦咸水的内腔，所述内腔的开口朝上，所述玻璃盖盖设在内腔的开口处，所述蒸发载体转动安装在内腔中，所述蒸发载体的下端浸入内腔的苦咸水中，蒸发载体的上端位于内腔中液面的上方，所述蒸发载体内具有若干毛细孔，所述毛细孔用于使内腔中苦咸水向上流动；
[0008]
所述加热组件具有第一金属管、太阳能加热板、定磁铁和若干个动磁铁，所述太阳能加热板的上表面具有能够聚光的凹槽，所述第一金属管位于凹槽内，所述动磁铁和定磁铁相对设置，第一金属管及太阳能加热板均位于动磁铁和定磁铁之间，所述定磁铁固定在安装座上，所述动磁铁均固定在转盘上，且沿转盘的周向间隔分布，所述转盘转动安装在安装座上，安装座上转动安装有叶轮，叶轮和转盘传动连接；
[0009]
所述换热器的冷源进口与进液管连通，进液管上设置有水泵，换热器的冷源出口和第一金属管的进口连通，第一金属管的出口和内腔的底部连通，内腔中位于蒸发载体和玻璃盖之间留有间隙形成蒸发区间，蒸发区间通过第二金属管和换热器的热源进口连通，
换热器的热源出口和集水器的内部连通，所述集水器的内部与抽风机连通；
[0010]
所述换热器、第一金属管、水池及第二金属管之间构成闭合电路。
[0011]
本方案中采用将第一金属管置于太阳能加热板的上方，使太阳光聚光至第一金属管上进行对其进行加热，同时第一金属管保持静止，动磁铁则设置在转盘上，由外界自然风带动叶轮转动，故而第一金属管作切割动磁铁和定磁铁之间磁力线的相对运动，使第一金属管上产生电流对其进行加热，从而实现将风能和太阳能进行结合，直接对第一金属管内的苦咸水进行加热，以节约能源，降低使用成本，加热后到达内腔中的苦咸水在毛细孔的毛细作用下流动至蒸发载体的上端，实现苦咸水蒸发除盐，大幅度的提高蒸发效率。
[0012]
进一步地，所述第一金属管上具有迂回曲折状的主体部，主体部包括多个间隔分布的主体段，相邻两个主体段中前者的尾端通过迂回段和后者的首端相接，且相邻两个迂回段分别形成第一金属管的波峰和波谷；
[0013]
所述太阳能加热板上的凹槽与主体部相匹配，所述主体部位于凹槽内。
[0014]
进一步地，所述凹槽的截面呈圆弧形。
[0015]
进一步地，所述太阳能加热板与水平面之间的夹角为45
‑
60
°
。
[0016]
进一步地，还包括减速电机，所述蒸发载体固定在框体内，所述框体通过主轴转动安装在水池内，所述减速电机的输出端和主轴固定连接。
[0017]
进一步地，所述蒸发载体包括若干炭化后的丝瓜藤，若干所述丝瓜藤捆绑在一起形成所述蒸发载体。
[0018]
进一步地，所述换热器为石墨换热器。
[0019]
进一步地，所述水池呈长条状。
[0020]
进一步地，所述水池的底部具有清理口，所述清理口处设置有清理门。
[0021]
进一步地，所述换热器的热源出口和集水器的内部之间的连通管道上设置有活性碳过滤器。
[0022]
本发明的有益效果是：本发明的苦咸水蒸发除盐装置采用将第一金属管置于太阳能加热板的上方，使太阳光聚光至第一金属管上进行对其进行加热，同时第一金属管保持静止，动磁铁则设置在转盘上，由外界自然风带动叶轮转动，故而第一金属管作切割动磁铁和定磁铁之间磁力线的相对运动，使第一金属管上产生电流对其进行加热，从而实现将风能和太阳能进行结合，直接对第一金属管内的苦咸水进行加热，以节约能源，降低使用成本，加热后到达内腔中的苦咸水在毛细孔的毛细作用下流动至蒸发载体的上端，实现苦咸水蒸发除盐，大幅度的提高蒸发效率。
附图说明
[0023]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0024]
图1是本发明苦咸水蒸发除盐装置的示意图；
[0025]
图2是本发明苦咸水蒸发除盐装置中第一金属管和太阳能加热板的配合示意图；
[0026]
图3是本发明苦咸水蒸发除盐装置中动磁铁分布在转盘上的示意图；
[0027]
图中：1、换热器；
[0028]
2、水池，201、内腔，202、蒸发区间；
[0029]
3、蒸发载体，4、玻璃盖；
[0030]
5、第一金属管，501、主体段，502、迂回段；
[0031]
6、太阳能加热板，601、凹槽；
[0032]
7、定磁铁，8、动磁铁，9、安装座，10、转盘，11、叶轮，12、进液管，13、水泵，14、第二金属管，15、集水器，16、抽风机，17、框体，18、清理门，19、活性碳过滤器。
具体实施方式
[0033]
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
[0034]
实施例1
[0035]
如图1
‑
3所示，一种苦咸水蒸发除盐装置，包括换热器1、水池组件及加热组件：
[0036]
所述水池组件具有水池2、蒸发载体3及透明的玻璃盖4，所述水池2内具有用于容纳苦咸水的内腔201，所述内腔201的开口朝上，所述玻璃盖4盖设在内腔201的开口处，所述蒸发载体3转动安装在内腔201中，所述蒸发载体3的下端浸入内腔201的苦咸水中，蒸发载体3的上端位于内腔201中液面的上方，所述蒸发载体3内具有若干毛细孔，所述毛细孔用于使内腔201中苦咸水向上流动；
[0037]
所述加热组件具有第一金属管5、太阳能加热板6、定磁铁7和若干个动磁铁8，所述太阳能加热板6的上表面具有能够聚光的凹槽601，所述第一金属管5位于凹槽601内，所述动磁铁8和定磁铁7相对设置，第一金属管5及太阳能加热板6均位于动磁铁8和定磁铁7之间，所述定磁铁7固定在安装座9上，所述动磁铁8均固定在转盘10上，且沿转盘10的周向间隔分布，所述转盘10转动安装在安装座9上，安装座9上转动安装有叶轮11，叶轮11和转盘10传动连接，具体可采用同轴固定连接；
[0038]
所述换热器1的冷源进口与进液管12连通，进液管12上设置有水泵13，换热器1的冷源出口和第一金属管5的进口连通，第一金属管5的出口和内腔201的底部连通，内腔201中位于蒸发载体3和玻璃盖4之间留有间隙形成蒸发区间202，蒸发区间202通过第二金属管14和换热器1的热源进口连通，换热器1的热源出口和集水器15的内部连通，所述集水器15的内部与抽风机16连通；
[0039]
所述换热器1、第一金属管5、水池2及第二金属管14之间构成闭合电路。
[0040]
所述第一金属管5上具有迂回曲折状的主体部，主体部包括多个间隔分布的主体段501，相邻两个主体段501中前者的尾端通过迂回段502和后者的首端相接，且相邻两个迂回段502分别形成第一金属管5的波峰和波谷；所述太阳能加热板6上的凹槽601与主体部相匹配，所述主体部位于凹槽601内；从而增加被太阳光照射的面积，提高太阳光的利用率。
[0041]
所述凹槽601的截面呈圆弧形，太阳光照射到凹槽601的内壁时所产生的反射光线发生汇聚，以起到较好的聚光效果，截面呈圆弧形的凹槽601亦可便于加工，凹槽601横截面的优选为半径为5～20cm，第一金属管5半径优选为2～4cm；第一金属管5的主体部的截面与凹槽601的截面同心设置。
[0042]
所述太阳能加热板6与水平面之间的夹角为45
‑
60
°
；以便于更好的利用的太阳光。
[0043]
由于蒸发载体3在将苦咸水向上输送以进行蒸发的过程中，蒸发载体3的上端会附着大量的结晶盐，导致蒸发载体3将苦咸水向上输送的能力变低，影响蒸发效率，鉴于此，本实施例中还包括减速电机，所述蒸发载体3固定在框体17内，所述框体17通过主轴转动安装在水池2内，所述减速电机的输出端和主轴固定连接，主轴的轴线与水平面平行；
[0044]
当蒸发载体3上端的盐结晶附着较多时，通过减速电机带动框体17及其上的蒸发载体3转动180
°
，使转动前蒸发载体3的上端浸没在内腔201的苦咸水中，附着的盐结晶随之被溶解在内腔201的苦咸水中，以此快速去除蒸发载体3上端的盐结晶，疏通毛细孔，确保苦咸水能够给持续稳定的被向上输送，提高蒸发效率；其中，减速电机周期性的带动蒸发载体3进行转动，减速电机带动框体17及其上的蒸发载体3转动180
°
后，转动前蒸发载体3的上端转变为转动后蒸发载体3的下端。
[0045]
所述蒸发载体3包括若干炭化后的丝瓜藤，若干所述丝瓜藤捆绑在一起形成所述蒸发载体3；丝瓜藤的炭化过程为，将干枯的丝瓜藤剪成10～15cm长，然后将丝瓜藤在真空条件下温度为300～400℃，煅烧3～6小时，在其表面形成碳质保护层，有利于防腐和吸收太阳照射的热量；或者，蒸发载体3由若干毛细管组成，而丝瓜藤具有特殊的孔道结构，有利于水分源源不断的从下方吸上来。
[0046]
所述换热器1为石墨换热器；可提升防腐蚀能力。
[0047]
所述水池2呈长条状，水池2中内腔201的内壁可安装不锈钢内衬，以增加防腐能力。
[0048]
所述水池2的底部具有清理口，所述清理口处设置有清理门18；打开清理门18可对内腔201底部堆积的盐结晶进行清理，清理后关闭清理门18。
[0049]
所述换热器1的热源出口和集水器15的内部之间的连通管道上设置有活性碳过滤器19。
[0050]
本实施例中苦咸水蒸发除盐装置的工作原理为：
[0051]
工作时，开启抽风机16和水泵13，利用水泵13使进液管12吸入苦咸水，苦咸水通过经进液管12到达换热器1进行换热升温，随后经过第一金属管5利用风能和太阳能进行直接加热，随后流入水池2的内腔201底部，内腔201中的高温苦咸水在蒸发载体3的毛细作用下向上流动至蒸发载体3的上端，太阳光通过玻璃盖4照射到蒸发区间202及蒸发载体3的上端，使蒸发载体3上端的苦咸水蒸发，蒸发的水汽向第二金属管14流动至换热器1与换热器1内向第一金属管5流动的苦咸水进行换热，蒸发的水汽在换热后形成冷凝水，冷凝水经过活性碳过滤器19的过滤后到达集水器15进行存储，形成生活用水；
[0052]
其中，减速电机周期性的旋转180
°
，以清除附着在蒸发载体3上的盐结晶；
[0053]
其中，太阳能加热板6的凹槽601在太阳光照射下，光线被汇聚到第一金属管5的主体部的表面，对第一金属管5进行太阳能加热，在风力的作用下，叶轮11带动转盘10转动，第一金属管5作切割磁力线的相对运动，水管产生电流，由于整个闭合电路电阻极小，电流较大，则会产生热，直接对第一金属管5内的水进行加热，实现风能和太阳能的结合，可以利用我国西部盐碱地日光充足、风力丰富的有利因素，低能耗加热蒸发结晶。
[0054]
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。